JPH0666782B2 - 赤外線デ−タ通信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は通信システム、より具体的に言えば赤外線信号
によつてデータを伝送し且つ受け取るユニツトを相互接
続する通信システムと、ステーシヨン及び関連装置を含
んで、複数個のユニツトで構成されるシステムにおいて
データを伝送する方法とに係る。

〔開示の概要〕

多くのユニツト１１、１３、１５が相互に通信すること
の出来る赤外線通信システムにおいて、トランシーバの
伝送パワー及び受信感度が要求された距離レンジに従つ
て幾つかのカテゴリーに割り当てられている。このこと
は、異なつたローカル領域にある低いパワー又は感度の
装置１１、１３、１５の間で同時に且つ独立した赤外線
通信を行わせるばかりでなく、高いパワー又は感度の装
置の間で大きな距離、或はシステム全体にわたつて伝送
を行わせる。

パワー／感度の関係及び距離に従つて、受信装置はデー
タ信号を正確にデコードすることが出来るか、又はキヤ
リヤの存在を検出するだけであるかも知れない。何れの
場合にもアクセスプロトコルに合致させるために、受信
装置がキヤリヤを感知した後に、受信装置はデータ終了
デイリミツタをデコードした時か、又は最長のパケツト
伝送時間に等しい時間を経過した時かの何れかによつ
て、アクセス競合に再入する２つの機会を得る。

関連するインターフエイスユニツト２３を介してリング
やバスといったケーブルから構成される他の通信網に接
続することによつて混成媒体通信網を得ることが出来、
これによつて、ケーブルで相互接続された装置が赤外線
で相互接続された装置と同じアクセスプロトコルを使う
ことが出来る。

〔従来技術〕

装置間で情報を交換するために赤外線信号を使うことは
近年、多くの関心を集めて来た。そのようなシステムの
利点は電線のような特別の信号伝達媒体を省くことにあ
る。ラジオ周波数（ＲＦ）伝送に対して、赤外線伝送は
以下の利点がある。即ち、通信に関する法令が適用され
ないこと、ＰＴＴ又はＦＣＣ（米国連邦通信委員会）の
ライセンスを必要としないこと、ＥＭ１による妨害のな
いこと、輻射が室内に制限されるので、ＲＦシステムよ
りもよいデータ・セキユリテイが保てることなどであ
る。

幾つかの赤外線伝送システムが論文や特許に開示されて
いる。

１９７９年１１月のＩＥＥＥの会報、Ｖｏｌ．６７、N
o.１１の１４７４頁乃至１４８６頁に開示された「拡散
赤外線輻射によるワイヤレス室内データ通信」（Ｗｉｒ
ｅｌｅｓｓ Ｉｎ−Ｈｏｕｓｅ Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎ ｖｉａ Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｉｎｆｒ
ａｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）と題するゲフエラ
（Ｆ．Ｇｆｅｌｌｅｒ）及びバプスト（Ｕ．Ｂａｐｓ
ｔ）の論文は、データが複数個の端末装置と１つのホス
トコンピユータとの間でデータが転送される通信回路網
が記載されている。端末装置が配置されている各室は端
末装置から赤外線信号を受け取り、そして赤外線信号を
配分するサテライトステーシヨンを含む。すべてのサテ
ライトステーシヨンは電線回路網でホストコンピユータ
へ接続されている。端末装置との直接通信は与えられて
いない。

赤外線信号によつて、「端末ステーシヨンとサテライト
ステーシヨンの間でデータが伝送される通信システム」
（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
ｗｈｉｃｈ Ｄａｔａ ａｒｅ Ｔｒａｓｆｅｒｒｅｄ
Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ
ｓ ａｎｄ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｔａｔｉｏｎｓ
ｂｙ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｉｇｎａｌｓ）と題する米
国特許第４，４０２，０９０号及び１９８１年９月の光
通信に関する第７回ヨーロツパ会議の会報Ｐ２７−１乃
至Ｐ２７−４に開示された「インフラネツト：室内のデ
ータ通信のための赤外線マイクロ放送回路網」（Ｉｎｆ
ｒａｎｅｔ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｍｉｃｒｏｂｒｏａｄ
ｃａｓｔｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｉｎ−Ｈｏ
ｕｓｅ Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）と題
するグフエラ（Ｆ．Ｇｆｅｌｌｅｒ）の論文において、
同じようなシステムが記載されている。そのシステム
は、大きな室のために、複数個のサテライトステーシヨ
ンを与えて、１個のサテライトでは達成しえない大きな
領域のカバレツヂを可能としている。この先行技術は赤
外線チヤンネルを介して同じメツセージを複数の場所で
受領する問題を解決しているが、それは端末ステーシヨ
ンの間の直接の交信を与えていない。

ビジネスや事務処理などの多くの分野で、インテリジエ
ントなワークステーシヨンやパーソナルコンピユータの
数が急速に増加して来たのに加えて、例えばキーボー
ド、デイスプレー、プリンタなどの入出力装置をそれら
に接続するための必要性及びそのようなワークステーシ
ヨン及びパーソナルコンピユータを相互に接続するため
の必要性もまた増加している。電線による回路網の使用
はステーシヨンが高密度なので問題になつており、そし
て多くの場合、ステーシヨンの位置やサブシステムの編
成はしばしば変更しなければならない問題がある。従つ
て、そのような装置及びワークステーシヨンを相互接続
するために赤外線信号伝送を使つて、電気ケーブル回路
網の要件を除去することが望ましい。

然し乍ら、例えば大きな屋内環境に必要なように、若
し、幾つかの通信路を同時に維持するならば、赤外線信
号の相互干渉が発生する問題がある。周波数多重方式は
この場合好ましくない。何故ならば、充分な周波数帯が
ないのですべての装置が同じ周波数帯のチヤンネルを使
わねばならないからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、赤外線信号伝送に基き、且つ関与する
ステーシヨンが非常に多数であるのにも拘らず充分なデ
ータ流を許容する複数のデータ処理ユニツトの間で情報
を交換する通信システムを提供することにある。

本発明の他の目的は赤外線ローカル通信網を設定し、こ
れにより、異なつた装置又はステーシヨンによつて受け
取られた伝達赤外線信号が可成り異なつた長さのもので
あつたとしても、赤外線伝送媒体に順序づけたアクセス
を行わせることにある。

本発明の他の目的は、データパケツトが行く必要のない
装置へデータパケツトを表わす赤外線信号が配分される
のを回避するために、装置の選択により、選択的な通信
路又は編成を設定させる赤外線通信システムを提供し、
これにより、異なつた交信領域との間の相互干渉の可能
性を減少させることにある。

本発明の他の目的は、多数のワークステーシヨンと、異
なつた能力の入出力装置との相互接続を許容する赤外線
通信網デザインを、相互干渉を最小にして、広範囲に分
配することにある。

本発明の他の目的は、幾つかのデータ処理ユニツトの間
でデータを交換することが出来、上述の特徴を具えた通
信システムを提供するにある。そのシステムはデータ信
号を伝達するために、赤外線だけを使うか、又はケーブ
ルを含む混成媒体を使うので、通信距離又は他の条件に
従つて、幾つかのユニツトは赤外線媒体によつて相互接
続され、そして他のユニツトは電線媒体によつて相互接
続される。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に従つて、データを伝送し且つ受信するトランシ
ーバが伝送パワー及び受信感度について階層的な大きさ
を持つ異なつたカテゴリー（範疇）に割り当てられるの
で、幾つかのデータ伝送は近接した装置にのみ有効で、
異なつたローカル領域において同時伝送を許容するばか
りでなく、一方のシステムから他方のシステムへのデー
タ通信もまた可能となる。伝送中のデータが正しく受信
されなくとも、順序立てたアクセスを許容するように、
各パケツト伝送に先行するプリアンブル・キヤリヤ信号
を検出した各ユニツトは時間切れを観測し、且つ受信デ
ータ信号及びそれ等の終了デイリミツタをデコードする
よう同時に試みる。これにより、ユニツトは活動中の伝
送を妨害することなく、伝達媒体をアクセスする後続の
試みのための基準点を設定する２つの可能性のうち少く
とも１つを持つ。各伝送フレーム中に選択ビツト又は付
勢ビツトを設けることは、フレームを受信するが、それ
を使わないか或は送り出さない選択的に付勢（又は抑
制）されるユニツトを可能とする。

本発明に従つた赤外線伝送通信網アーキテクチヤは低速
で、電池で給電される装置と共に、ワークステーシヨン
の間の高速のバランス−モード通信装置にも適合する。
あらゆる種類のステーシヨン及び装置が赤外線チヤンネ
ルを共通路に使用することが出来る。

〔実施例〕

(I)原理 (A)システムの概要 複数個のワークステーシヨン（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏ
ｎ）を単一の赤外線通信網に集合するためには、第１Ａ
図乃至第１Ｄ図に示されたように幾つかの可能性があ
る。

第１Ａ図は、夫々が１個のシステム装置１１と、１個又
は数個の周辺装置１３、１５とを含む２つの独立したワ
ークステーシヨンを示している。キーボード（ＫＢ）１
３及びプリンタ（ＰＲ）１５は赤外線（ＩＲ）信号を介
して電線なしで夫々のシステム装置（ＳＹＳ）１１へ接
続されている。ワークステーシヨンは、例えば赤外線で
操作するキーボード、マウス（ポインテイング装置）、
プリンタ及びデイスプレーなどの幾つかの周辺装置を同
時に持つことが出来る。ワークステーシヨンは互に独立
して動作する。その故に、若しそれ等のワークステーシ
ヨン相互があまり近すぎると赤外線干渉が起る。キーボ
ード（ＫＢ）とシステム装置（ＳＹＳ）との間のそのよ
うな干渉が第１Ａ図の点線で示されている。赤外線で操
作するキーボードについての重要な要件は低価格で且つ
電力消費が小さい（電池で給電されるので）ことであ
る。ワークステーシヨンの間の干渉を減少するために、
ローカル装置及びシステム装置の両方とも狭い範囲即ち
短い距離レンジ（ｒａｎｇｅ）のトランシーバを持つ。

相互に通信を望むワークステーシヨンは第１Ｂ図に示さ
れるように、より大きい光パワーを有するトランシーバ
を必要とする。そのようなトランシーバは各システム装
置１１中にオプシヨンとして設置することが出来る。代
案として、唯１個の高パワーのトランシーバを設置した
場合、これは交信の要件に従つて、異なつた２段階のパ
ワーレベルで給電される。

相互があまりにも離れているワークステーシヨンは直接
に通信することが出来ない。第１Ｃ図はこの問題の解決
法を示しており、そのシステム中にステーシヨン間の交
信路を中継するための非同期中継器（ＲＥＰ）１７が備
えられている。広い面積をカバーするためには幾つかの
中継器を使うことが出来る。

第１Ｄ図は背中合せの一対の中継器１９、２１を有し、
壁を通して交信を行うシステムを示す。例えば、リング
式或は母線式ローカル領域通信網の如き他の通信網や、
又は１個或は数個のワークステーシヨンを含む他の任意
のケーブル接続のサブ通信網へのゲート路２３として、
同様の配列を使うことが出来る。

勿論、第１Ａ図乃至第１Ｄ図に示された任意の赤外線接
続路は、必要に応じて電線接続路と置換することが出来
る。

第２図に、デイスプレー装置１２及び１個のキーボード
１３を持つシステム装置１１の或る集合体が示されてい
る。システム装置１１はシステムバス２９によつて相互
接続された２つのマイクロプロセツサ（ＭＰ）２５、２
７を含む。赤外線信号を、他のワークステーシヨン、或
は中継器と交換するためのトランシーバ３１はマイクロ
プロセツサ２５へ接続されており、そして赤外線信号を
ローカル装置と交換するための第２のトランシーバ３３
はマイクロプロセツサ２７へ接続される。システム装置
１１内は２つの赤外線トランシーバ３１及び３３はマイ
クロプロセツサ及び赤外線通信網とは別個に独立してア
ドレスされる。

混成媒体のシステムにおいては、ローカル装置をそのシ
ステム装置１１へ相互接続するために、トランシーバ３
３及び３５をケーブル接続のトランシーバで置き換える
ことが出来るし、また、幾つかのシステム装置をケーブ
ルバスによつて相互接続することにより、トランシーバ
３１をケーブル接続のトランシーバで置き換えることも
出来る。

キーボード１３（他のローカル周辺装置も同様に）は赤
外線信号をシステム装置１１のトランシーバ３３と交換
するためのトランシーバ３５を含む。

(B)伝送フオーマツト及び赤外線伝送の速度 この項は伝送フオーマツト及び赤外線による伝送速度に
ついて説明する。

（Ｂ−１）伝送フオーマツト 基本的なフレームのフオーマツトの構成が第３図に示さ
れる。赤外線チヤンネルを介して伝送するデータのため
にマンチエスタコードが用いられる。プリアンブルは１
及び０が交互に現われる一連の１及び０の列（少くとも
５個の１を持つ）から成り、それは受信器を初期状態に
リセットし、且つキヤリヤの存在を表示する。一般的に
言えば、プリアンブルとはマンチエスタ・ビツト速度で
発生される、デューティ・サイクルの５０％の一連の矩
形波である。本明細書においてキヤリヤとはエーテル
（ｅｔｈｅｒ）の伝達、即ち赤外線伝送″チヤンネル″
中の伝送の存在を意味する。同期パルス開始用区切り文
字（ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）（以下デイリミツタという）
は連続した３つの１を従えた連続する３つのゼロで構成
され、コード外れ、即ちコード・バイオレーシヨン（ｃ
ｏｄｅ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）として翻訳され、従つて
透明である。後続するデータはマンチエスタコード（即
ち、各データビツトは半ビツトの０／１の対か又は１／
０の対により表示される）にエンコードされる。マンチ
エスタコードはクロツクの抽出を容易にし且つ再結合を
許容する。他のコード方式としてパルス位置コード（ｐ
ｕｌｓｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）がある。
データパケツトのフオーマツトは(F)項で細述する。伝
送の終了は、開始デイリミツタ・コード−バイオレーシ
ヨンとは異なつた終了デイリミツタ・コード−バイオレ
ーシヨンによつて表示される。それはパケツトの終了を
決定し、且つアクセススロツトのカウントを開始する同
期の起点である。

（Ｂ−２）速度 拡散（ｄｉｆｆｕｓｅ）赤外線チヤンネルは約１０メガ
ヘルツ（異なつた長さの複数個の光路に起因する制限）
のバンド幅を有することが調査結果で示されている。然
し乍ら、実際の伝送速度は高出力で低価格の発行ダイオ
ード（ＬＥＤ）の限られた変調能力のため、毎秒１メガ
ビツトに制限される。そのようなＬＥＤの広範な使用
（テレビの遠隔制御など）は極めて安い製造コストを可
能にしている。マイクロプロセツサが低速度の直列の入
力ポート及び出力ポートで使われた時に、他の制限が生
ずる。本発明の実施例では、毎秒３７５キロビツトのデ
ータ速度が選ばれた。然し乍ら、若し、入出力ポートで
バツフアが与えられるか、又はマイクロプロセツサに、
より高速の入出力ポートが与えられれば、毎秒１メガビ
ツトのデータ速度を利用することが可能である。

パケツトは最大２乃至４ミリ秒の伝送周期になる１２８
データバイトまでの短いバーストで発射される。これは
２アンペアまでの電流パルスでＬＥＤを駆動するのを許
容する。ＬＥＤの温度時定数は約２乃至３ミリ秒である
から、接合はオーバヒートしない。反復的なパケツト伝
達に対してパケツトはＬＥＤを冷却するために、連続サ
イクルの１０％で伝送される。従つて、最大長さのパケ
ツト間の時間間隔は２０ミリ秒乃至４０ミリ秒である。
これ等の時間間隔の間で、他のステーシヨンは赤外線チ
ヤンネルをアドレスするため競合する。従つて、ステー
シヨンの間で持続されるデータ速度は、毎秒３７５キロ
ビツトに対して毎秒３７．５キロビツト（これからプロ
トコルの付加ビツトを差し引く）であり、そして毎秒１
メガビツトの最大速度に対しては毎秒１００キロビツト
までである。

(C)異なつた範囲、即ちレンジの仕様 第１図の各図中で与えられた赤外線伝送通信網の異なつ
た構成は３つの物理的な伝送レンジを特定する。

（Ｃ−１）″テーブル範囲のレンジ″ （ＬＡＮ ｏｎ ａ Ｔａｂｌｅ） このレンジは、キーボード、ジヨイ・ステイツク、タツ
チパネルのようなワークステーシヨンのシステム装置に
近接したレンジ内になければならない周辺の入出力装置
に割り当てられる。デイスプレー装置もまたこのクラス
に割り当てられる。送受信可能なレンジは、障害物がな
い状態での伝送可能な直線距離が８メートルの場合で、
半径約２乃至４メートルである。

１台のトランシーバ毎に必要とする光学変換器は、 ＊ ２個のＬＥＤ ＊ ２個のホトダイオード である。

（Ｃ−２）″屋内レンジ″ （Ｉｎｔｒａ Ｏｆｆｉｃｅ ＬＡＮ） このレンジ（送受信可能な半径が１０乃至１２メート
ル）はワークステーシヨンのシステム装置に近接するこ
とを要しない（又は近接してはいけない）周辺装置に割
り当てられる。プリンタ、プロツタ及びその他の入出力
装置がこの周辺装置の例である。このレンジは中継器の
ない中程度のオフイスをカバーする。トランシーバは装
置の背後にある離隔した装置としてプラグ接続される
（第２図のシステム装置に示されたように）。

１台のトランシーバ毎に必要とする光学変換器は、 ＊ １２個のＬＥＤ ＊ ４個のホトダイオード である。

（Ｃ−３）″中継器を有する屋内のレンジ″ 教室とか講堂のような広さがこの場合の代表例である。
中継器は１５メートル以上の送受信半径を持つ。中継器
は別個の電源を持ち、テーブル上に置かれるか、壁又は
天井に取り付けられる。代案として、別個の筐体及び電
源装置に要する付加的なコストを省くために、中継器の
機能はシステム装置の中に設けることが出来る。３０ｍ
×３０ｍ位の大きなオフイスの開放的な面積をカバーす
るため複数個の中継器を使用することが出来る。その代
りに、複雑なオフイスの形状とか低いパテイシヨン壁の
場合は、″隠れた″ステーシヨンをアクセスするため、
幾つかの中継器を経た複雑路伝送を必要とする。

トランシーバ１台につき必要とする光学変換器は、 ＊ ２４個×ＮのＬＥＤ （円形状アレーに配列された） ＊ １２個のホトダイオード である。

最適条件で使用されるチヤンネル容量の範囲内で、中継
器は受信したパケツトを直ちに伝達しなければならない
から、係数Ｎは、中継器のパケツト反復サイクルが５０
％であることと関係がある。実際問題として係数Ｎは２
乃至３である。

ＬＥＤ及びホトダイオードに関して上に記載した個数は
概数であつて、デイライト条件（ホトダイオード上に太
陽光が直接照射しない）、又は螢光燈下の条件で、毎秒
３７５キロビツトの伝送速度における個数である。各Ｌ
ＥＤは２５０ミリワツトのピークパワーで赤外線を発射
し、且つ各ホトダイオードの感知領域は約１０平方ミリ
メートルである。″屋内のレンジ″型トランシーバ、即
ちワークステーシヨンのトランシーバは赤外線ビームが
室の内部方向を指向するよう柔軟性をもつて取り付けね
ばならない。

今まで述べたレンジは″Ｄ−境界″（以下の項で説明さ
れる）に相当する。言い換えると、レンジとは物理的な
広がりを持つ領分を意味する。

(D)伝送モデル 赤外線チヤンネルはバス通路よりもずつと複雑である。
赤外線トランシーバ及び媒体の特性は、装置の各対が通
信しうることを保証することは出来ない。それにもかか
わらず、グローバルなアドレス体系が必要とされる。

第４図は１つの送信装置と、それに対応する１つの受信
装置との間で直接に生じうる交信の到達性の異なつたレ
ベルを概略的に示す図である（一般的に、範囲、即ちレ
ンジの半径は送信器の出力及び受信器の感度の両方に依
存する。）。

＊ Ｄ−境界（データ境界）内の受信器はデータ信号を
完全に認識し、デコードするので、データフレームを正
確に受信することが出来る。伝送の終了（終了デイリミ
ツタ）はこの範囲内で安全に検出可能である。

＊ Ｄ−境界とＣ−境界（キヤリヤ境界）との間の受信
器はキヤリヤ（即ちプリアンブル）だけを感知すること
が出来るが、然しデータを正しくデコードすることは出
来ない。特に、伝達の終り（終了デイリミツタ）は判別
することが出来ない。

＊ Ｃ−境界とＮ−境界（ノイズ、即ち雑音レベル境
界）の間の受信器はプリアンブルを正確に感知すること
は出来ない。然し乍ら、信号は依然として雑音レベルの
上にあつて、転送されている他の伝送信号と干渉を起す
ことがありうる。

＊ 送信器はＮ−境界の外側のステーシヨンと干渉する
ことはない。何故なら、この範囲において、その信号は
雑音レベルか又は雑音レベル以下にあるからである。

相互に交信したい装置はお互いにＤ−境界の範囲内にな
ければならない。夫々のＤ−境界外の装置は交信するこ
とが出来ないが、然し、それ等がＮ−境界内にある限
り、相互に干渉を生じうる。

同時に信号を伝送する２個の送信器は衝突を起すことが
ありうる。ケーブル媒体における衝突は必然的に両方の
パケツトが損われる。赤外線媒体においては、衝突は必
ずしもそのようにはならない。強い信号が弱い信号より
少くとも２０デシベル以上であれば、強い信号は弱い信
号を無効にする。受信器及びデコード回路は強い同期パ
ターンに正しく応答して、到来するデータ流に結合す
る。２つの実際の送信器及びそれ等２つの関連アドレス
受信器の相対的な配置関係に従つて、以下の３つの状態
が生じる。即ち、両方のパケツトが救済される状態と、
一方のパケツトのみが救済される状態と、両方のパケツ
トが損われる状態とである。このシステムにおいては衝
突検出装置は与えられていない。パケツトの喪失は高次
のプロトコル中のエラー制御プロシージヤによつて検出
される。

ローカル装置のトランシーバは最短の伝達範囲で特定さ
れねばならない。これは他のワークステーシヨンでの過
剰な干渉を回避し、且つ赤外線バンド幅の割り当てを保
全する。若し通信の相手側の装置が関連するＤ−境界の
範囲内に入らないほどパワーが弱ければ、中継器を設け
ねばならない。

(II)回路の細部、パケツトのフオーマツト及びプロトコ
ル (E)トランシーバの回路 （Ｅ−１）全般的／基本的回路 第５図に受信器ステージ４１、比較器４３、マンチエス
タ−デコーダ／エンコーダ（ＭＤＥ）４５、キヤリヤ感
知フイルタ４９及び閾値比較器５１を含むキヤリヤ検出
器４７、キヤリヤ感知ラツチ（ＣＳラツチ）５３及び送
信器ステージ５５がブロツク図の形式で示されている。
ホトダイオード５７が受信器ステージ４１の入力部に設
けられ且つＬＥＤ５９が送信器ステージ５５の出力部に
設けられている。付加的な光学変換器（付加的な受信器
ステージ又は送信器ステージ）のための変調器の拡張は
別にして、このトランシーバ回路は、トランシーバレン
ジのすべてのタイプに対して同一である。前端面の回路
を隔離することによつて、付加的なホトダイオードを受
信器ステージへ接続することが出来る。同様に、付加的
なＬＥＤの駆動回路を送信器ステージに設けることが出
来る。

第５図の右側にインターフエイスラインが示されてお
り、それによつてトランシーバがシステム装置（又は入
出力装置）へ接続される。

ホトダイオード５７を有する赤外線受信器４１と、ＬＥ
Ｄ５９を有する送信器ステージ５５が夫々ケーブル受信
器及びケーブル駆動器によつて置換される場合を除い
て、同じトランシーバ回路配列が赤外線伝送通信網（Ａ
項で述べたような）へ接続されるケーブル接続サブ通信
網中の装置のために使用することが出来る。

（Ｅ−２）受信及び送信回路の詳細 大きな面積のホトダイオード又は強い入力信号レベル
（極めて近接した送信器又は近隣からの強いエコー）の
ために、受信器ステージ４１中の前面回路系が飽和し、
従つて、受信器ステージが動作不能になりうる。この現
象に対処するために、最初の入力パルスに応答する、ゲ
ートされた遅延のない利得制御を受信器ステージに設け
ることが出来る。

周囲の光線により生ずる直流−光電流を隔離し、そして
低い周波数の交流的揺らぎ（螢光燈又は白熱燈の主周波
数及びその高調波に基づく光強度の揺らぎ）を除去する
ために、第１順位のバイパスフイルタが受信器ステージ
４１の中に設けられる。

マンチエスタのエンコードのために、このフイルタのポ
ールは毎秒３７５キロビツトの速度に対して約１２キロ
ヘルツに置かれ、そして毎秒１メガビツトの速度に対し
て約３０キロヘルツに置かれる。これは不完全ではある
が、然し″旧式の″５０キロヘルツの螢光管のフイルタ
には許容しうるものである。加えて、このフイルタはま
た、パケツトを受け取つた後の回復時間を相対的に長く
する。回復時間は強い近隣エコーに対しては特に長い。
回復時間の間、受信器は弱い信号を受信することが出来
ない。これはアクセスプロトコルの中に監視時間（ｇｕ
ａｒｄ ｔｉｍｅ）の定義を必要とする。この監視時
間、Ｔｇ（詳細は(G)項及び第８図に従つて与えられ
る）は約３００μ秒である。

３０乃至５０キロヘルツ又はその高調波で弱い赤外線輻
射を発射する新型のｒｆ螢光燈のための改良された濾波
方法は受信した信号パルスを変更することにより、又は
Ｔ／２（Ｔはビツトの周期）だけ受信信号を遅延して、
遅延しない信号とそれを比較することにより達成するこ
とが出来る。

上述の２つの濾波方法に関連して、監視時間Ｔｇの期間
は自動利得制御回路を使用することにより約３０μ秒に
減少することが出来る。

比較器４３は受信器ステージ４１の出力信号を直流−復
帰ベースのレベルと比較し、且つＴＴＬ論理信号をマン
チエスタ−デコーダ／エンコーダ（ＭＤＥ）４５へ供給
する。

ＭＤＥ４５は、システム装置１１からの線６１を介し
て、他の装置で発生された１２メガヘルツのクロツク信
号を受け取る。ＭＤＥ４５は線６３を介して、受信デー
タ（ＳＤ０）を表わすビツト流を供給し、且つ線６５を
介して、関連する受信クロツク（ＤＣＬＫ）を供給す
る。若し、データが認識されなければ、″非有効マンチ
エスタデータの受信″（−ＮＶＭ）信号が線６７上に発
生される。終了デイリミツタ・コード−バイオレーシヨ
ンが検出された時、関連する表示信号が線６９上に発生
される。ＭＤＥ４５のデコード部分は″キヤリヤ感知″
信号（ＣＳ）が線７１上に発生された時にのみ付勢され
る。

ＭＤＥ４５は、エンコード機能を行うため、システム装
置１１から、線７３上の付勢信号、即ち″送信可能″信
号（−ＣＴＳ）と、線７５上の送信されるべきデータ
（ＳＤ）のビツト流とを受け取る。システム装置１１か
らＭＤＥ４５へのデータ転送の速度を制御するため、Ｍ
ＤＥは線７７を介してクロツク信号（ＥＣＬＫ）を供給
する。ＭＤＥ４５は線７９を介して、マンチエスタコー
ドでエンコードされたデータ（−ＢＺＯ）を送信器ステ
ージ５５へ供給する。

ＭＤＥ４５は、ＭＤＥが受信器４１から終了デイリミツ
タ・コード−バイオレーシヨンを受け取つた時に線６９
上にパルスを発生するばかりでなく、ＭＤＥが送信器ス
テージ５５へ終了デイリミツタ・コード−バイオレーシ
ヨンを線７９上に供給した時にも又、線６９上にパルス
を発生する（後で説明されるように、何時でも適当なア
クセスタイミングを保証するため）。

若しただ１個のトランシーバが異なつた伝送パワーレベ
ルで選択的に使われるならば（例えば、必要とされるレ
ンジに基き、すべてのＬＥＤを付勢する場合と、その半
数のＬＥＤのみを付勢する場合のように）、関連する制
御信号が特別のインターフエイス線８０を介して送信器
ステージ５５へ供給される。

トランシーバ及びシステム装置（又は入出力装置）の間
で交換されるインターフエイス信号の波形のサンプルが
第６図に示される。

（Ｅ−３）キヤリヤ感知回路の詳細 キヤリヤ検出器４７及びＣＳラツチ５３は伝送があるこ
とを早期に通告するための役目を果し（信号の長さに従
つて、キヤリヤ感知遅延時間Ｔｄは１乃至５μ秒であ
る）、そしてまたマンチエスタ−デコーダを付勢する役
目を果す（若し、デコーダがアイドル期間の間で付勢状
態に留まつているならば、それは、周囲の光線に起因す
る雑音がデコーダの不適正な出力を不本意に発生してい
ることを意味する。）。

キヤリヤ感知フイルタ（バンドパスフイルタ）４９は、
各パケツト伝送に先行するプリアンブルのパルス周波数
に同調されている。フイルタ回路の出力信号は比較器５
１中の閾値増幅値と比較される。閾値比較器５１はフイ
ルタ出力が閾値を超えた時にのみ、換言すれば、キヤリ
ヤ（雑音だけでない）が存在する（第６図参照）ことを
心配なく想定しうる時にのみそのバイナリ出力信号を変
化する。比較器５１の出力信号が発生されると、それは
キヤリヤ感知ラツチ（ＣＳラツチ）５３をセツトする。
ＣＳラツチ５３の出力信号は線７１を介して、アクセス
プロトコルを制御するためのシステム装置へ供給され且
つまた、ＭＤＥ４５へその付勢信号として供給される。
ＣＳラツチ５３はシステム装置１１のプロセツサから線
８１上の関連する″クリア・キヤリヤ感知″信号（ＣＣ
Ｓ）によつてのみセツトされる。アクセスプロトコル中
でキヤリヤ感知信号ＣＳを使用することについての詳細
は(G)項で説明される。

キヤリヤ感知バイパスフイルタ４９は１５までのＱ−係
数を許容する演算増幅器で具体化されうる。セラミツク
・フイルタは高いＱ−係数が得られ、且つ中心周波数か
らのずれが小さいので、セラミツク・フイルタを利用す
るのが好ましい。衝突が起る領域（雑音以上であるけれ
ども正確に検知しえないキヤリヤがある領域）が出来る
だけ小さくなるように、キヤリヤ感知検出範囲（Ｃ−境
界の半径）は出来得る限りＮ−境界に近接させるべきで
ある。この範囲は、バンドパスフイルタのＱ−係数、キ
ヤリヤ感知遅延及びプリアンブルの長さに従属して決ま
る。干渉がない範囲（Ｎ−境界の半径）はＤ−レンジの
約４倍であるけれども、それは赤外線の方向づけ及び周
囲の光線のレベルに強く左右される。

(F)赤外線通信網のパケツトのフオーマツト 赤外線通信網において、各データパケツトは、プリアン
ブル及び開始デイリミツタ・コード−バイオレーシヨン
が先行し、終了デイリミツタ・コード−バイオレーシヨ
ンが後続する（第３図参照）。データパケツトは以下に
説明され且つ第７図に示されたように、通信網制御、ア
ドレツシング、データ及びフレームエラー制御のための
領域を持つている。

モード： ８個のビツト。モード領域は通信網中 （ＭＯＤＥ）の装置の選択的付勢を制御する。これ は４個の″選択″（ＳＥＬ）ビツト（ ７乃至４）と、４個の″付勢″（ＥＮ） ビツト（３乃至０）とで構成される。

通常の装置のグループ、中継器（又は 中継器のグループ）、及び他の通信網 へのゲート路はこのフレームの端部に ある選択ビツト（ビツト４）により別 個に選択される。

ＤＥＶ−ＳＥＬ：ビツト７（ＭＳＢ）。すべての 装置を選択する、即ち、装置が フレームを受け取りそしてアド レス領域をチエツクするようす べての装置を付勢する。このビ ツトは赤外線通信網の通常の交 信に対して１にセツトされる。

ＲＥＰ−ＳＥＬ：ビツト６。すべての中継器を選 択する。すべての場合、０にセ ツトされる。但し、中継器を直 接にアドレスする、テストのた めの交信及び編成のための交信 の場合は除く。透明中継機能（ 記憶及び送り出し）は後述する 付勢ビツトで制御される。

ＧＡＴＷ−ＳＥＬ：ビツト５。ゲート路の選択。赤 外線通信網の通常の交信にはゼ ロにセツトされる。ゲート路へ の交信に対してはＤＥＶ−ＳＥＬ はゼロにセツトされ且つＧＡＴＷ− ＳＥＬは１にセツトされる。

（不使用）：ビツト４。純粋な赤外線システ ムの場合、ゼロにセツトされる。

混成媒体システム（赤外線伝送 及びケーブル接続伝送）の場合、 このビツトは、使われる媒体の 動作状態を選択するのに使用さ れる（赤外線媒体にはゼロ、ケ ーブル媒体には１）。

複数個の中継器の送り出し機能を制御するために、中継
器はＲＥＰ４−ＥＮ（ビツト３）、ＲＥＰ３−ＥＮ（ビ
ツト２）、ＲＥＰ２−ＥＮ（ビツト１）及びＲＥＰ１−
ＥＮ（ビツト０）と名付けられた４個の付勢（ＥＮ）ビ
ツトによつて、フレーム毎に、そして中継器毎に付勢さ
れる。夫々のビツトは４個の中継器の１つを付勢する。
中継器付勢ビツトはローカル装置に割り当てられたパケ
ツトをゼロにセツトする。通常のワークステーシヨンの
相互通信については、それ等は１にセツトする。

TO-アドレス：８個のビツト。ＴＯ−アドレス領域（ (TO-ADDR) 受信装置のアドレス領域）は信号受け 取り装置の完全な通信網アドレス
である。

FROM-アドレス：８個のビツト。ＦＲＯＭ−アドレス領 (FROM- 域（発信装置のアドレス領域）は発信 ADDR 源（送信）装置の完全な通信網アドレ スである。

上述のアドレス領域は両方と
も「ステ ーシヨン」アドレス領域及び
「装置」 アドレス・サブ領域とに階層
的に構成 される。

ステーシヨン：ステーシヨン領域は５個の最大 重要度ビツトを含む。これは赤 外線通信網に最大３２個のステ ーシヨンを許容する。

装置： 装置アドレスはそのワークステ ーシヨンのローカルアドレスに 翻訳される。装置領域はアドレ スバイトの３個の最小重要度ビ ツトである。これはワークステ ーシヨン毎に８個の装置を許容 する。装置アドレスゼロはキー ボードのために保留され、アド レス１はシステム装置のために 保留される。

データ： １乃至１２８個のバイト。データ領域 は高いレベルのプロトコルに収容され うる。データ領域はデータに対して、 １バイト制御領域「Ｃ」と可変長領域 「Ｉ」とに分けられる。プロシージヤ のＨＤＬＣ要素を使用すればプロトコ ルのオプシヨンを多様化することが出 来る。

ＣＲＣ： １６個のビツト。ＣＲＣ領域は１６ビ ツトの検査合計を含む。これはモード 領域ＴＯ−アドレス領域、ＦＲＯＭ− アドレス領域及びデータ領域をカバー する。

(G)アクセスプロトコル 例えば集中化ポーリング又はトークン通過方法（ｔｏｋ
ｅｎ ｐａｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）のような或る種
の公知のアクセスプロトコルはここで説明される赤外線
通信網には現実的ではない。

（Ｇ−１）プロトコルの選択 ここで提案されるアクセスのメカニズムは、すべてのス
テーシヨンがキヤリヤを感知しうるＣＳＭＡ、キヤリヤ
感知多重アクセス（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）である。これは他のすべ
てのステーシヨンが無作為に媒体をアクセスして、衝突
の可能性を増大する（ＡＬＯＨＡ）。最高の優先度を持
つ装置（例えば中継器）は第１グループのアクセス・ス
ロツトをそれ等の装置に割り当てる（それはスロツトさ
れたＣＳＭＡとして別個に割り当てられるか、又は最高
の優先度を有する装置間の競争によつてランダムに決め
られる）。低い優先度を有する装置（例えば入出力装
置）はそれ等の装置に割り当てられた第２のグループの
スロツトによつて、ランダムＣＳＭＡの赤外線チヤンネ
ルを争う。

（Ｇ−２）伝送アクセス遅延 アクセス遅延は第８図に示されている。伝送の終了後は
監視時間間隔Ｔｇが続き、Ｔｇの間で受信器はアイドル
状態にセツトされる。新規の伝送は、監視時間が経過し
た後にのみ行われる。

監視時間Ｔｇの終りで、６４個のアクセス・スロツトの
一連の順序が開始される。各スロツトの時間はＴｓであ
る。監視時間の直後に１個のアクセス・スロツト（１番
目の）があり、このアクセス・スロツトは前に伝達され
たデータパケツトの受領を認知してパケツト伝送を開始
させる。その後、高い優先度の装置に対する第１のグル
ープのアクセス・スロツト（２番目乃至３２番目）が続
き、次に低い優先度を有する装置のための第２のグルー
プのアクセス・スロツト（３３番目乃至６４番目）が続
く。

終了デイリミツタを検出することが出来る装置は、監視
時間Ｔｇに加えて、独立したアクセス遅延時間Ｔａの時
間間隔の間、如何なる伝送動作も遅延されなければなら
ない。送信装置のＣ−境界内にあるがＤ−境界外にある
装置、換言すれば、パケツト伝送の終了を感知出来ない
装置は、下記の待ち時間以内でのすべての伝送動作を遅
延しなければならない。待ち時間は起り得る最長のパケ
ツトの伝送時間Ｔｐｍａｘと、監視時間Ｔｇと、その個
々のアクセス遅延時間Ｔａとの総和である。

種々の時間的なへだたりは以下の通りである。

Ｔｄ＝１乃至５μ秒 信号増幅及びフイルタ のバンド幅に従属する キヤリヤ感知遅延 Ｔｏ≧Ｔｐｍａｘ 最も長いパケツトによ る時間切れ(time-out) の時間 Ｔｇ＝ca.30乃至300μ秒 受信装置に従属する監 視時間 Ｔｓ＝５μ秒 アクセス・スロツトの 時間（Ｔｓはキヤリヤ 感知遅延時間Ｔｄと同 じ程度の時間間隔であ る） Ｔａ＝Ｎ^＊Ｔｓ アクセス遅延 Ｎ＝０ 認知の場合 Ｎ＝１．．．３１ 高い優先度アクセスの ための左記の範囲内の ランダムな数 Ｎ＝３２．．．６３ 低い優先度アクセスの ための左記の範囲内の ランダムな数 （Ｇ−３）赤外線チヤンネルの一定状態の機械モデル 赤外線チヤンネルは３つの異なつた状態にある。即ち、
それは、赤外線が存在しないことを意味するアイドル
（ＩＤＬＥ）状態と、赤外線が存在することを意味する
伝送（ＴＲＡＮＳＭＩＴ）状態と、赤外線信号（パケツ
ト伝送）の終了後、トランシーバが伝送する前に、トラ
ンシーバが予め個々に決められている時間の間、待機し
ていることを意味する繰り延べ（ＤＥＦＥＲ）状態とで
ある。最後の状態は信号の質（即ち、検出された終了デ
イリミツタ＝良い信号の質、又は検出されない終了デイ
リミツタ＝悪い信号の質）に基づく２つの副次的状態を
含む。

通常、チヤンネルはアイドル状態である。下記の事態の
起きた後に、状態の間の変化が発生する。チヤンネルが
活性になつた時、アイドル状態は伝送状態になる。伝送
の終了後はチヤンネルが再度不活性になり、そして状態
は繰り延べ状態になる。既に述べたように、この状態
は、パケツトの終了が検出されたか否かに基づいて２つ
の副次的状態に分けられる。この状態において、ステー
シヨンは再度伝送を行う前に個別に与えられた時間の間
待機するか、又は若しアクセス遅延が消滅し且つステー
シヨンが伝送の機会を捕捉していないならば、チヤンネ
ルはアイドルへ復帰する。

（Ｇ−４）アクセスプロトコルにおける事態及び関数状
態の定義 起り得るすべての事態及び起り得る或る種の関数状態
（赤外線チヤンネル状態、Ｉ、Ｒ、Ｓ、Ｄ状態と誤解さ
れるべきでない）が以下に定義づけられ、そしてアクセ
スプロトコルにそれ等を反映させる。本明細書におい
て、アクセスプロトコルは一定の状態の機械に関する術
語を使用する形式的な方法で定義される。この形式的な
記述に基づいて、本発明はゲート・アレー技術を使つた
ハードウエアでも、或はマイクロプロセツサを制御する
ソフトウエアの何れでも実施することが出来る。

異なつた状況に対して、プロトコルの事態を示す第８図
を参照する。

＊ キヤリヤ感知関数状態： ブーリアン関数Ｃ(t)を以下のように定義する。

事態ＥＯＧ及びＥＯＰＴＯは後で定義される。

ブーリアン関数Ｃ(t)は赤外線トランシーバ（第５図）
のキヤリヤ検出器４７の出力信号によつてトリガされる
キヤリヤ感知ラツチ（ＣＳラツチ）５３中で実現され
る。従つて、時間に関する関数Ｃ(t)は第６図に示され
た信号ＣＳの波形に等しい。遅延時間Ｔｄは検出動作に
必要とされ、弱い信号に対しては最大５μ秒の範囲にあ
る。パケツトのプリアンブルに同調するキヤリヤ検出器
４７は単にトリガ信号を供給するだけであつて、キヤリ
ヤの存在を連続的に表示するものではないことは注意を
要する。

＊ 事態ＢＯＰ（パケツトの開始）： この事態は、Ｃ(t)が０から１へ変化した時に生ずる。
これは赤外線チヤンネル中にキヤリヤがあることを表わ
す。キヤリヤ感知フイルタ４９からの信号が閾値以下に
降下した場合でも、Ｃ(t)＝１の値はＣＳラツチ５３中
に記憶されていることは注意する必要がある。

＊ 事態ＥＯＰ（パケツトの終了）： この事態は、パケツトの終了デイリミツタが検出された
時に生ずる。終了デイリミツタ検出はマンチエスタ・デ
コーダ／エンコーダ４５の中に集束されており、そして
関連する信号表示は線６９に与えられる。終了デイリミ
ツタを検出するハードウエアに代えて、パケツトの終了
（それは事態ＥＯＰを意味する）は、ＣＲＣチエツクを
問題なしで完了した時、ソフトウエアによつてでも検出
することが出来る。

この事態の発生は第１の優先時間ベースとして取り扱つ
て、アクセス遅延時間スロツトを同期させる。

＊ 事態ＥＯＧ（監視時間の終了）： この事態はＥＯＰ事態で開始された時限が経過した時に
発生して、監視時間Ｔｇの期間の間持続する。

＊ 事態ＥＯＰＴＯ（パケツト終了の時間切れ）： この事態は、衝突によつて、又は受信器ＰＬＬの同期を
喪失させる悪い信号／雑音比によつて、受信器ステーシ
ヨンがパケツトの終了を検出することが出来なかった時
に発生する。この事態は遅延時間″Ｔｏ″がロードされ
るカウンタの時間切れで発生する。この場合、遅延時
間″Ｔｏ″はパケツトの最大長さの時間Ｔｐｍａｘと等
しいか又は大きいことを条件とする。

この事態の発生は第２の優先時間ベースとして取り扱つ
て、アクセス遅延時間スロツトと同期させる。

＊ 事態ＳＤＥＬ（開始デイリミツタの検出）： この事態は開始デイリミツタが検出された時に発生す
る。これは、マンチエスタ−デコーダ／エンコーダ４５
の出力信号ＮＶＭが０から１へ変化した時に捕捉され
る。

＊ 事態ＥＯＡＤ（アクセス遅延の終了）： この事態は独立して計数されるアクセス遅延時間″Ｔ
ａ″がロードされるカウンタの時間切れで生ずる。

＊ 伝送バツフア関数状態： 各装置中に与えられている伝送バツフアの状態は以下の
ように定義される。

この関数の値は伝送バツフア状態ラツチ中に記憶され、
そのラツチの出力のバイナリ値はアクセス論理への伝送
要求信号として取扱われる。

＊事態ＥＯＡＤＴＸ（アクセス遅延の終了後の伝送）： この事態は、アクセス遅延時間Ｔａが経過し、且つ関連
する装置の伝送バツフアが空でなかつた時、発生する。

＊ 事態ＴＸ（フレームの伝送）： この事態は、チヤンネルがアイドルし、且つＴＢ(t)の
遷移が０から１になつた時に生ずる。

＊ 事態ＦＴＸ（強制伝送）： この事態は高い優先度を有するステーシヨン（例えばキ
ーボード）が伝送中のチヤンネルを無視してパケツトの
伝送を強制する時に生ずる。赤外線チヤンネル及び受信
器の回路系の特性のために、又は受信装置へ強い信号を
与えるような、２つの装置間の近接状態（例えばキーボ
ードを有するシステム装置）のために、パケツトが正確
に受信される（チヤンネルを捕捉して）ことがありう
る。

この事態は関連する装置中の時間切れ状態によつてトリ
ガされうる。

（Ｇ−５）アクセスプロトコルのメカニズム 以下の記載は１個のトランシーバの立場から見て起りう
る状態の変化について説明が行われる。トランシーバの
観点から見た状態図を第９図に示す。同図中、この特定
のトランシーバが信号の「聴取り／受け取り」である
か、又は「送り出し」であるかに従つて、″伝送″状態
（赤外線チヤンネルのために定義付けられた伝送状態）
は２つの異なつた状態、即ち、受け取り状態″Ｒ″及び
送り出し状態″Ｓ″に分けられていることは注意を要す
る。この事態の時間的の順序は第８図に示されており、
アクセスプロトコルの流れ図は第１０図に示されてい
る。

トランシーバはアイドル状態″Ｉ″にあると仮定する。
若し、キヤリヤ検出器４７がＣＳラツチ５３をセツトす
ることにより、プリアンブルに応答して、キヤリヤ感知
ブーリアン関数の値がＣ(t)＝１であると表示すると、
アイドル状態は受け取り状態″Ｒ″に移る。これはパケ
ツトの開始、ＢＯＰを表わす。この時点で、カウントま
た、Ｔｏカウントでロードされる（Ｔｏ＝Ｔｐｍａｘ）
_ｏＣ(t)＝１の間はマンチエスタ−デコーダ／エンコー
ダ４５が活性に留まることは注意を要する。ＣＳラツチ
５３は、パケツトの終了（ＥＯＰ）が表示された時か、
又は時間切れＥＯＰＴＯが生じた時にのみリセツトされ
る。パケツトの終了はアクセス・スロツトを同期するた
めの新しい時間基準に用いられる。

受け取り状態″Ｒ″は２つの異なつた状態、Ｄ１又はＤ
２の何れかの繰り延べ状態″Ｄ″へ移り得る。

若し、受信信号の質（信号対雑音の比）が良好ならば、
マンチエスタ−デコーダ４５はプリアンブル及び開始デ
イリミツタの後に同期を必要とする。このＳＤＥＬ事態
は時間切れカウントＴｏでタイミングカウンタを再ロー
ドする。パケツトの終了の検出（ＥＯＰ）はアクセス・
スロツトを同期するための新しい時間基準として用いら
れる。受け取り状態″Ｒ″は今や、繰り延べ状態Ｄ１に
移り、そしてカウンタは監視時間Ｔｇがロードされる。

若し、受信信号の質が悪ければ（Ｄ−境界とＣ−境界の
間、第４図参照）、マンチエスタ−デコーダ４５は同期
を必要としないかも知れず、或は同期を失うかも知れ
ず、そしてパケツトの終了（ＥＯＰ）を検出し得ないか
も知れない。この場合、受信状態は、時間切れ信号ＥＯ
ＰＴＯが発生した時にのみ変化される。新しい時間基準
は時間切れ信号ＥＯＰＴＯである。受け取り又は聴取り
中のトランシーバは受け取り状態″Ｒ″にある間での新
しい開始デイリミツタ（ＳＤＥＬ）の検出は時間切れ値
Ｔｏのためのカウンタを再ロードし、そして少くとも１
つの他の最長のパケツトの長さに対してマンチエスタ−
エンコーダを付勢状態に保たせることは注意を要する。
このメカニズムは、後続するパケツトを受け取る行程
で、時間切れに基因してマンチエスタ−デコーダが滅勢
されるのを阻止する。

例えばキーボード、ジヨイステイツクやタツチパネルな
どのように速いアクセス時間を必要とする装置のため
に、強制伝送モードＦＴＸが与えられる。チヤンネルの
負荷が重すぎるために、若し、これ等の装置がパケツト
を伝送する機械を余りにも長い時間待たねばならなかつ
たときは、より高いレベルのプロトコルの階層中の時間
切れ機能が受け取り状態″Ｒ″を直接に送り出し状態″
Ｓ″へ強制することが出来る。このオプシヨンは近接し
て配置され且つ低出力のＬＥＤを有するターミナルのグ
ループに割り当てられる。装置同志が近距離にあるた
め、結果の信号対雑音比が高くなり、そして他のパケツ
トの受信ステーシヨンで障害を与える干渉が生じなくと
も、他のパケツトが存在するチヤンネルを捕捉する可能
性もまた高い（近距離に配置されている端末装置はただ
１個だけではない）。

ＥＯＰ事態を経て繰り延べ状態″Ｄ″（Ｄ１）に入る
と、カウンタは監視時間Ｔｇをロードされ、そして時間
切れの後はＣＳラツチ５３はリセツトされる。これはマ
ンチエスタ−デコーダを滅勢し、且つＣＳラツチに新し
いキヤリヤ感知トリガパルスを受け入れさせる。Ｔｇの
時間切れにおいて、カウンタは計数された遅延カウント
Ｔａをロードされる。

ＥＯＰＴＯ事態を経て繰り延べ状態″Ｄ″（Ｄ２）に入
ると、ＣＳラツチ５３は直ちにリセツトされ、監視時間
カウントＴｇがロードされる。このプロシージヤはキヤ
リヤの存在に応答するため、キヤリヤ検出器に、より長
い時間を与える。この事態において、伝送は既に進行中
であるかも知れないことと、キヤリヤ検出器は、キヤリ
ヤ感知フイルタに同調されているプリアンブル信号には
応答しないでマンチエスタコードで符号化されたデータ
に応答しなければならないこととは注意する必要があ
る。キヤリヤ感知フイルタと整合するスペクトル的なエ
ネルギはプリアンブルに対しては最大であり（（Ｂ−
１）項で定義された）、そしてデータビツト順序１０１
０１０１０．．．．に対しては最小である。キヤリヤ検
出器の応答時間は現在のデータのパターンに依存し、且
つプリアンブルを直接検出するよりも長時間でありう
る。この目的のために、ＣＳラツチは既にＥＯＰＴＯ事
態でリセツトされ、キヤリヤ検出器に応答するためのよ
り多い時間を与える。この後のアクセス遅延のプロシー
ジヤはＥＯＰ事態と同じである。

若し、アクセス遅延の間、即ちＴａの時間切れが起る前
に、キヤリヤが感知されたならば、ＣＳラツチ５３は再
度セツトされ、そしてこのＢＯＰ事態は繰り延べ状態″
Ｄ″から受け取り状態″Ｒ″へ引き戻す変化を惹起す
る。新しいキヤリヤのプリアンブルが感知される前に、
若しＴａの時間切れが生じたならば、以下の２つのステ
ツプの何れかが取られる。その１つは、若し伝送バツフ
アが空であつたなら、アクセス遅延時間が経過した後
（ＥＯＡＤ）、繰り延べ状態″Ｄ″がアイドル状態″
Ｉ″に変化するステツプである。他の１つは、アクセス
遅延時間が経過し且つ伝送バツフアが空でなかつた時
（ＥＯＡＤＴＸ）、繰り延べ状態が送り出し状態″Ｓ″
に変化するステツプである。

送り出し状態″Ｓ″への遷移は２つの異なつた状況で起
きる。その一方の状況は、たつた今述べたこと、即ち繰
り延べ状態において、アクセス遅延が消滅し、且つ伝送
バツフアが空でない（ＴＢ(t)＝１）場合である。他方
の状況は、アイドル状態″Ｉ″において、伝送バツフア
がデータを受け取つた状況、即ちＴＢ(t)が０から１に
変化した場合（事態ＴＸ）である。

伝送が完了するまで（事態ＥＯＰ）、発信状態″Ｓ″か
らの出力はない（伝送装置の受信器中へ強い赤外線エコ
ーが反射されるので、伝送装置が衝突を正確に検出する
ことは不可能である）。伝送の完了の後、送信ステーシ
ヨンは繰り延べ状態に戻り、そこからアイドル状態にな
る。

第１０図は上述の基本的なプロトコルのプロシージヤの
流れ図を示す。（Ｇ−２）項、（Ｇ−４）項、（Ｇ−
５）項を参照すれば、第１０図の流れ線図は容易に理解
しうるので、第１０図の説明はこれ以上行わない。

（Ｇ−６）アクセスプロトコルの論理回路系 第１１図はアクセスプロトコルを処理するシステム装置
及び入出力装置に具えられる論理回路系のブロツク図で
ある。論理回路系はトランシーバの一部であるマンチエ
スタ−デコーダ（ＭＥＤ）４５及びＣＳラツチ５３の種
々の出力信号を入力として使用しており、更に伝送バツ
フア状態ラツチ８５のＴＢ(t)信号とか、線８７に与え
られる″高い優先度を有するローカル装置の時間切れ″
信号も第１１図に示されている。この時間切れ信号はキ
ーボードのように直ちに処理されねばならないが伝送出
力が弱い装置において発生される。

このアクセスプロトコル論理回路系は、３つの異なつた
伝送付勢信号（ＥＯＡＤＴＸ、ＴＸ、ＦＴＸ）を、伝送
制御回路８９へ供給する。

第１１図に示された全体の配列は第１０図の流れ線図、
及び（Ｇ−２）項、（Ｇ−４）項そして特に（Ｇ−５）
項の記載を参照すれば容易に理解することが出来る。

第１１図の論理回路系において、４つの時間切れ、即ち
４個のカウンタ９３、９５、、９７、９９は異なつた遅
延、Ｔｏ、Ｔａ及びＴｇを夫々付勢するために示されて
いる。

図示された４個のカウンタを準備する代りに（これ等は
決して同時に使われることがない）、特定の開始信号の
発生に応じて正しい時間切れ値（Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｇ）が
ロードされ、時間切れの発生に応じて、関連するパルス
が対応するＡＮＤゲートやＯＲゲートに供給されるよう
に、唯１個のカウンタと、付加的なマルチプレクサ又は
ゲート回路を用いることは言うまでもない。

（Ｇ−７）衝突の回避とキヤリヤを強めるバースト 互いにＣ−境界内にない２個のトランシーバが第３のス
テーシヨンでアクセス衝突を生ずることがある。この場
合、ＣＳＭＡプロトコルをＡＬＯＨＡ型のアクセスプロ
トコルへ格下げする。多くの場合ワークステーシヨンに
対して弱いローカル装置が、この問題で悩まされる。こ
の問題は低いパワーのデータフレームに先行して、強い
パワーのキヤリヤバーストを送信器により発射させるこ
とによつて軽減することが出来る。これは発信側のＣ−
境界をそのＮ−境界まで拡張する。

正しいキヤリヤ感知を強めることによつてアクセス衝突
を減少する付加的なメカニズムを中継器に設けることが
出来る。中継器がプリアンブルに相遇した時、中継器は
時間間隔Ｔｂ（第８図の上段左側）の短いバーストキヤ
リヤを伝送する。すると、装置の伝送プリアンブルは送
信器のＣ−境界の範囲内ばかりでなく、中継器のずつと
広いＣ−境界の範囲内のものも感知させる。これはステ
ーシヨンがアクセスに干渉するのを阻止する。然し乍
ら、若しキヤリヤを強めるバーストが与えられたなら
ば、プリアンブルは、後続のデータ流の適正なデコード
を保証するため、キヤリヤの力づけバースト信号がプリ
アンブル終了前に通常の受信信号レベルまで、衰退する
よう充分に長く取られねばならない。

（Ｇ−８）ケーブル接続伝送の変形 混成媒体システムにおいて、この項で説明されるアクセ
ス方法と、上述の項で説明されたパケツトのフオーマツ
トとは以下の条件の下で接続媒体の伝送にも使うことが
出来る。それは、特別のキヤリヤ感知バースト、中継器
の付勢、及び異なつたＬＥＤ伝送パワーレベルがＭＯＤ
Ｅ制御ビツトのビツト４を１にセツトすることによつて
付勢されることである。

(H)中継器 全体の伝送レンジを増加するために、又は困難な環境下
で″隠れたステーシヨン″へ複数で別個の異種の信号路
を与えるために、少くとも１個の中継器を通信網へ付加
することが出来る。第１Ｃ図参照）。それはデータグラ
ム（ｄａｔａｇｒａｍ）サービスを提供する。換言すれ
ば、それはデータリンク層（エラーコレクシヨン）を刺
激しないで、「出来る限り」ベースで遠隔の交信を中継
する。中継器の交信による通信網の過負荷を避けるため
に、中継器の数は４個に制限されるのがよい。

重複パケツトの不必要な分配を避けるために、そしてＩ
ＢＭのＳＤＬＣ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄａｔａ
Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコルを用いた時、曖
昧な順序番号を持つパケツトの遅れた到着を排除するた
めに、中継器は次下のルールに従うことを可とする。

＊ 各中継器は最大長さのパケツトを唯１個のみをバツ
フアする。

＊ 入力パケツトは、若しバツフアが空でなければ捨て
去る。

＊ 中継器は、若しその付勢ビツト（ＲＥＰｘ−ＥＮビ
ツト）がセツトされていなければフオームを捨てる。

＊ 送り出しステーシヨンは特定の中継器を付勢しう
る。通常は、設置された中継器はすべて付勢される。す
べての中継器はフレームを送り、パケツトは赤外線通信
網のすべてのステーシヨンにおいて受け取られる。若し
すべての中継器付勢ビツトがゼロならば、中継器はフレ
ームを送らない。これはローカル装置からステーシヨン
への交信を意図している。

＊ 中継器は不正確な検査合計を受けたフレームを捨て
去る。

＊ 中継器は与えられた時間間隔の間に伝送された最後
のフレームの検査合計を維持する。その時間間隔の間、
中継器は同じ検査合計を持つた新しく到達したすべての
フレームを捨て去る。

＊ 若し、赤外線チヤンネルが最大長さのフレームの４
倍の期間内に中継器へ与えられなければ、パケツトは捨
て去られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は無線データ通信より秀れ
た特徴を有する赤外線データ通信の長所をそのまま利用
して、広範囲のデータ通信を可能にするもので、インテ
リジエントなワークステーシヨンやパーソナルコンピユ
ータなど多数使われる事務処理の分野で、赤外線チヤン
ネルを共通路で使用することによつて、キーボード、デ
イスプレー等を有するワークステーシヨンを相互接続し
てデータ通信を行う際に特に秀れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図乃至第１Ｄ図は本発明を利用した赤外線通信網
の異なつた構成を説明するブロツク図、第２図は本発明
の実施例に使われるワークステーシヨン及びそのトラン
シーバを模式的に示す図、第３図は赤外線通信網におい
てパケツト伝達のために使われるフレームのフオーマツ
トの図、第４図は本発明を使つたシステムで判別される
異なつたレンジを有する伝送モデルを説明する図、第５
図は本発明の実施例に使われる赤外線トランシーバのブ
ロツク図、第６図は第５図の赤外線トランシーバから又
はその赤外線トランシーバへ転送されるインターフエイ
ス信号の線図、第７図はシステムの中で特定のユニツト
を選択し又は付勢するためのビツトを収容するモード領
域を含むデータ伝送用のパケツトのフオーマツトを示す
図、第８図は本発明を適用したアクセスプロトコルを説
明するための時間表、第９図は本発明が実施された時、
トランシーバ中に発生する異なつた状態及び変化の線
図、第１０図はアクセスプロトコル・プロシージヤを説
明する流れ線図、第１１図は本発明のアクセスプロトコ
ルを利用した論理回路のブロツク図である。 １１……システム装置、１２……デイスプレー、１３…
…キーボード、１５……プリンタ、１９，１７，２１…
…中継器、２５，２７……マイクロプロセツサ、３１，
３３，３５……トランシーバ、４１……受信器ステー
ジ、４５……マンチエスタ−デコーダ、４７……キヤリ
ヤ検出器、５３……キヤリヤ感知ラツチ、５５……送信
器ステージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステーションと上記ステーションに割り当
   てられた装置とを含む複数のユニットで構成されるシス
   テム内において、パケット形式でデータを伝送するため
   に、任意のユニットが共通の赤外線伝送チャネルをアク
   セスすることによってデータ信号を伝送する方法であっ
   て、 すべてのユニットの送信装置及び受信装置（３１，３
   ３，３５）が、カバーするように要求された距離レンジ
   に従ってそれぞれ階層的なカテゴリーに分類されて、当
   該距離レンジに応じて階層間で異なるように各カテゴリ
   ーに設定した赤外線伝送パワー及び受信感度で動作され
   るステップと、 各ユニットの受信装置が赤外線伝送を感知した時、各ユ
   ニットが、非伝送状態に入り、且つ生じ得る最長のパケ
   ット伝送時間（Ｔｐｍａｘ）以上の一定時間（Ｔｏ）間
   隔である時間切れサイクルを開始するステップと、 伝送終了ディリミッタ（ＥＯＰ）の検出後又は時間切れ
   サイクルの終了（ＥＯＰＴＯ）後において、上記ユニッ
   トが、上記ユニットに割り当てられたタイムスロット中
   に赤外線伝送を検出しない場合、上記ユニットに割り当
   てられたタイムスロット中にデータ伝送を開始するステ
   ップと を有する赤外線データ通信方法。